Двигатель внутреннего сгорания Электрический ток в металлах Электрическое сопротивление проводников Астрономия Физика атома Два типа ядерной реакции Цепная ядерная реакция деления. Проблемы развития атомной энергетики

Другие галактики.

Некоторые туманные пятна в разных участках неба - другие галактики.

Галактики - гигантские (до 1013 звезд) звездные системы, расположенные вне нашей Галактики.

Крупнейшие современные телескопы - миллиарды галактик.

Расстояния до галактик и их размеры - по имеющимся в них цефиидам.

 (Ближайшая к нам галактика - Туманность Андромеды - расстояние до нее 2,5 млн. св. лет, диаметр не менее 40кпк).

Вращение - по смещению спектральных линий - определение массы ядра по движению (скорости обращения) периферических частей - оценка на основании массы ядра массы всей галактики.

Встречаются одиночные и двойные галактики, группы галактик, большие скопления галактик и даже облака скоплений галактик. Расстояния между галактиками в группах и скоплениях несколько сотен кпк, между одиночными галактиками и группами 1-2 Мпк, между скоплениями десятки Мпк.

Расстояния между галактиками в 10-20 раз больше крупнейших из них, расстояния между звездами - в 20 млн. раз больше их диаметров.

Классификация (по внешнему виду):

- эллиптические (25% всех изученных), форма - эллипс, кол-во звезд равномерно убывает от центра к периферии, движение звезд хаотично,  самые яркие звезды - красные гиганты;

- спиральные (наиболее многочисленный класс, 50%), см. предыдущий параграф;

- линзообразные - (20%) промежуточный класс (между всеми остальными);

- неправильные - (5%)напр. Большое и Малое Магеллановы Облака (видны в южном полушарии), расстояние 45 кпк (1987г. - сверхновая);

- взаимодействующие - расположены близко друг к другу, связаны “мостами” из светящейся материи;

Радиогалактика - галактика, обладающая исключительно мощным нетепловым радиоизлучением;

Активность ядер галактик:

- непрерывное истечение потоков вещества;

- выбросы газа массой в миллионы солнечных масс;

- нетепловое радиоизлучение из оклоядерной области;

- взрывы, превращающие галактику в радиогалактику;

Причина активности ядер - не выяснена.

Квазары (англ. quasar, quasistellar radiosource - квазизвездный источник радиоизлучения) - мощные внегалактические источники электромагнитного излучения, имеющие на фотографиях звездообразный вид. Открыто 1500.

Самый яркий 3C 273, звезда 12,6m, расстояние 3 млрд. св. лет. Светимость в 500 раз больше , чем светимость галактики в Андромеде, мощное радио и рентгеновское излучение. Линейный размер порядка светового года. Масса - миллионы солнечных масс.

Источник энергии не ясен, вероятно это активные ядра очень далеких галактик.



Метагалактика.

Структурные уровни Метагалактики:

- галактики (диаметр »50кпк)

- кратные системы галактик (напр. наша Галактика, Магеллановы облака и еще 20 небольших спутников)

- скопления галактик (напр. наша Галактика и Туманность Андромеды - Местная группа галактик; бывают скопления в сотни и тысячи галактик с диаметром »6Мпк - ближайшее в созвездии Девы)

- сверхскопления галактик (Местное сверхскопление - »10 000 галактик, диаметр »50Мпк; открыто несколько десятков, два ближайших на расстоянии »100Мпк)

Ячеистая структура Вселенной - “мыльная пена”.

Пустоты не только внутри “пузырей” - обнаружены “черные области” - пустоты с объемом »1млн. куб. Мпк.

В масштабах сверхскоплений Вселенная однородна и изотропна.

Метагалактика (1929г., Э.Хаббл)- вся охваченная современными методами астрономических наблюдений часть Вселенной.

Красное смещение (1929г., Э.Хаббл) - линии в спектрах подавляющего большинства галактик смещены к красному концу; - эффект Допплера - взаимное удаление всех галактик. - Метагалактика нестационарна, она эволюционирует. (квазары - скорость “разбегания” 250 000 км/с)

Закон Хаббла:

v = Hr

v - лучевая скорость галактики, r - расстояние до нее, H - постоянная Хаббла.

По современным представлениям 50км/(с´Мпк) < H < 100км/(с´Мпк) - возможность определения расстояний до далеких галактик на основании спектральных измерений.

Расширение происходит на уровне скоплений галактик - галактики и меньшие структурные единицы не расширяются.

Отклонения от закона Хаббла - для ближайших галактик и очень удаленных объектов, напр. квазаров.


Космология.

Космология - учение о Вселенной как едином целом.

Философский постулат космогонии:

Законы природы, установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, чаще всего на основе опытов, на планете Земля, могут быть распространены на значительно большие области Вселенной, в конечном счете - на всю Вселенную.

Выводы из созданной на этой основе теории должны подтверждаться наблюдениями в доступной части Вселенной.

В настоящее время: релятивистские однородные и изотропные модели нестационарной горячей Вселенной:

Постулаты:

1. Наилучшим известным описанием гравитационного поля являются уравнения Эйнштейна - кривизна пространства-времени и связь кривизны с плотностью массы (энергии).

2. Вселенная однородна и изотропна - обобщенный принцип Дж. Бруно.

2а. Космологическая постоянная равна нулю (L, введена Эйнштейном в 1917г. в уравнения тяготения, чтобы они имели решение, описывающие стационарную Вселенную - равносильно введению особых космических сил отталкивания при L>0 и притяжения при L<0. Красное смещение Þ нестационарная Вселенная Þ Lº0).

ß

Возможны только две модели:

- открытая (пространство бесконечно, его кривизна отрицательна), расстояния со временем неограниченно возрастают (r £ rкр);

- замкнутая (пространство конечно, но безгранично, его кривизна положительна), расширение со временем сменится сжатием (r > rкр);

 

H - постоянная Хаббла, с - скорость света, G - гравитационная постоянная.

Начало (для обеих моделей): состояние с бесконечной плотностью массы и бесконечной кривизной пространства, затем - взрывное, замедляющееся со временем расширение.

3. Постулат “горячей” Вселенной - высокая начальная температура.

ß

Эволюция Вселенной:

- точка с бесконечной плотностью массы;

- огненный шар, состоящий из излучения;

- столкновения фотонов Þ частично-античастичные пары;

- вещество и антивещество: смесь электронов, позитронов, протонов и антипротонов - амбиплазма, излучение перестает быть источником частично-античастичных пар - реликтовое излучение;

- долгоживущие флуктуации плотности Þ будущие скопления галактик;

-в скоплениях - движение под действием гравитационных и электромагнитных полейÞ разделение вещества и антивещества, вне скоплений аннигиляция уничтожила вещество Þ ячеистая структура;

- в областях вещества и антивещества - гравитационное сжатие Þ конденсация и образование звезд;

- тяжелые химические элементы - в недрах звезд;

- взрывы звезд Þ выброс тяжелых элементов Þ планеты;


Физика, начертательная геометрия - лекции и примеры решения задач